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2010 Fiscal Year Annual Research Report

化学走性行動と連合学習の分子神経機構の解明

Planned Research

Project AreaSystems molecular ethology to understand the operating principle of the nervous system
Project/Area Number 20115002
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

飯野 雄一  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (40192471)

Keywordsフェロモン / 嗅覚可塑性 / 嗅覚順応 / 線虫 / SNET-1 / long-tail分布 / Alk / 感覚神経
Research Abstract

線虫C.エレガンスは順遺伝学が行い易い上全神経回路が既知であり、動物の行動が遺伝子と神経回路の機能に依存してどう変化するかを解明するために有用である。この目的のもと研究を進め、本年度以下の成果が得られた。
1)線虫は匂い物質に曝され続けるとその匂いへの走性を失う。これを嗅覚可塑性または嗅覚順応と呼ぶ。この行動可塑性が線虫の個体の密度に依存することを見いだした。個体群密度情報はアスカロシドと呼ばれるフェロモンにより介在されることがわかった。さらに、フェロモンの情報を伝える分子として分泌性のペプチドSNET-1を同定した。SNET-1はASI感覚神経などいくつかの神経に発現し、その発現量はフェロモンにより負に制御される。
2)東京大学(現京都大学)の大久保、東京大学の増田との共同で、線虫の行動の定量化解析を行い、新たな統計的性質を見いだした。線虫は寒天平板上でランダムにカーブしながら運動する。このカーブ率が正規分布に従わず、long-tailの分布を示していた。このことは、カーブ率に含まれるノイズが均一ではなく、カーブ率に伴って増加すると仮定すると説明できる。動物の行動が物理的なランダムウォークと異なる性質をもつという点が重要である。
3)九州大学の石原らとの共同で、線虫が好む匂いと嫌う重金属が同時に与えられたときの行動選択の機構について知見を得た。分泌ペプチドHEN-1と新たに同定した受容体型チロシンキナーゼSCD-2(Alkのホモログ)が行動選択に働く。匂いを受容するAWA神経と重金属を受容するASH神経の両者から入力を受けるAIA介在神経でSCD-2が働き、ここにおける制御が行動選択を左右するという機構が明らかとなった。
4)昨年度より進めていた線虫を高速で追尾しながら神経細胞の活動をイメージングする装置のセットアップを終え、来年度にかけて実際の測定のための条件検討を開始した。

  • Research Products

    (17 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (10 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Behavioral Choice between Conflicting Alternatives Is Regulated by a Receptor Guanylyl Cyclase, GCY-28, and a Receptor Tyrosine Kinase, SCD-2, in AIA Interneurons of Caenorhabditis elegans2011

    • Author(s)
      Shinkai, Y.
    • Journal Title

      Journal of Neuroscience

      Volume: 31 Pages: 3007-15

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Insulin signaling plays a dual role in Caenorhabditis elegans memory acquisition and memory retrieval2010

    • Author(s)
      Lin, C.H.
    • Journal Title

      Journal of Neuroscience

      Volume: 30 Pages: 8001-11

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Olfactory plasticity is regulated by pheromonal signaling in Caenorhabditis elegans2010

    • Author(s)
      Yamada, K.
    • Journal Title

      Science

      Volume: 329 Pages: 1647-50

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reversal of Salt Preference Is Directed by the Insulin/PI3K and Gq/PKC Signaling in Caenorhabditis elegans2010

    • Author(s)
      Adachi, T.
    • Journal Title

      Genetics

      Volume: 186 Pages: 1309-19

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Long-tail behavior in locomotion of Caenorhabditis elegans2010

    • Author(s)
      Ohkubo, J.
    • Journal Title

      Journal of Theoretical Biology

      Volume: 267 Pages: 213-22

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Molecular pathways and neural circuit that underlie the plasticity of salt chemotaxis in C.elegans2010

    • Author(s)
      飯野雄一
    • Organizer
      BMB2010第33回日本分子生物学会・第83回日本生化学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸・神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2010-12-08
  • [Presentation] 線虫C.elegansの学習を制御するインスリン様シグナル伝達経路の役割2010

    • Author(s)
      富岡征大
    • Organizer
      第81回 日本動物学会大会
    • Place of Presentation
      東京・東京大学教養学部
    • Year and Date
      2010-09-24
  • [Presentation] Pheromonal interactions modulate behavioral plasticity in C.elegans2010

    • Author(s)
      飯野雄一
    • Organizer
      4th East Asia C.elegans Meeting
    • Place of Presentation
      東京・オリンピック記念青少年総合センター
    • Year and Date
      2010-07-14
  • [Presentation] C.elegans has a memory for NaCl concentrations2010

    • Author(s)
      大野速雄
    • Organizer
      4th East Asia C.elegans Meeting
    • Place of Presentation
      東京・オリンピック記念青少年総合センター
    • Year and Date
      2010-07-13
  • [Presentation] Neural and behavioral mechanisms of response to an odorant depending on its concentration2010

    • Author(s)
      吉田和史
    • Organizer
      4th East Asia C.elegans Meeting
    • Place of Presentation
      東京・オリンピック記念青少年総合センター
    • Year and Date
      2010-07-13
  • [Presentation] Synaptic regulation of DAG and phosphoinositides by M01F1.7, the conserved phosphatidylinositol transfer protein2010

    • Author(s)
      岩田遼
    • Organizer
      4th East Asia C.elegans Meeting
    • Place of Presentation
      東京・オリンピック記念青少年総合センター
    • Year and Date
      2010-07-12
  • [Presentation] Neural and behavioral mechanisms of response to an odorant depending on its concentration2010

    • Author(s)
      吉田和史
    • Organizer
      Neuronal Development, Synaptic Function & Behavior C.elegans Topic Meeting 2010
    • Place of Presentation
      マディソン,U.S.A.
    • Year and Date
      2010-06-29
  • [Presentation] Dynamics of neural circuit underlying salt chemotaxis learning in C.elegans2010

    • Author(s)
      小田茂和
    • Organizer
      Neuronal Development, Synaptic Function & Behavior C.elegans Topic Meeting 2010
    • Place of Presentation
      マディソン,U.S.A.
    • Year and Date
      2010-06-29
  • [Presentation] The role of INS-1, an insulin-like peptide, in salt chemotaxis learning2010

    • Author(s)
      富岡征大
    • Organizer
      Neuronal Development, Synaptic Function & Behavior C.elegans Topic Meeting 2010
    • Place of Presentation
      マディソン,U.S.A.
    • Year and Date
      2010-06-29
  • [Presentation] Ascaroside phromones regulate olfactory plasticity through the SNET-1 peptide2010

    • Author(s)
      飯野雄一
    • Organizer
      Neuronal Development, Synaptic Function & Behavior C.elegans Topic Meeting 2010
    • Place of Presentation
      マディソン,U.S.A.
    • Year and Date
      2010-06-29
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.molecular-ethology.jp/

  • [Remarks]

    • URL

      http://molecular-ethology.biochem.s.u-tokyo.ac.jp/IIN0_lab_J.html

URL: 

Published: 2012-07-19  

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